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论文类型：期刊论文

发表时间：2012-05-01

发表刊物：物理化学学报

收录刊物：SCIE、PKU、ISTIC、CSCD、Scopus

卷号：28

期号：5

页面范围：1206-1212

ISSN号：1000-6818

关键字：超疏水表面;纳米;微纳二级结构;冷凝;液滴变形;弹跳;机理;模型

摘要：使用液滴合并前后的体积和表面自由能守恒作为两个限制条件,确定了合并液滴的初始形状,即为偏离平衡态的亚稳态液滴,具有缩小其底半径而向平衡态液滴转变的推动力.进而分析了液滴变形过程中的推动力和三相线(TPCL)上的滞后阻力,建立了液滴变形的动态方程并进行了差分求解.如果液滴能够变形至底半径为0 mm的状态,则根据该状态下滚滴重心上移的速度确定液滴的弹跳高度.不同表面上冷凝液滴合并后的变形行为的计算结果表明,光滑表面上的液滴合并后,液滴只能发生有限的变形,  般都在达到平衡态之前就停止了变形,因此冷凝液滴不会发生弹跳；粗糙表面上的Wenzel态液滴的三相线上的滞后阻力更大,因而液滴更难以变形和弹跳；其有微纳二级结构表面上只润湿微米结构,但不润湿纳米结梅的部分Wenzel态液滴能够变形至Cassie态,但没有明显的弹跳；只有在纳米或微纳二级结构表面上的较小Cassie态液滴合并后,液滴易于变形至底半径为Omm的状态并发生弹跳.因此,Cassie态合并液滴处于亚稳态,并且其三相线上的移动阻力很小,是导致冷凝液漓弹跳的关键因素.